电离辐射的细胞效应

第四章电离辐射的细胞效应第一节细胞的放射敏感性衡量放射敏感性的指标个体：常用存活率或半致死剂量细胞：多数情况下都用克隆形成率(成灶率) 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示其存活率，对肿瘤细胞也用SF2(2Gy照射后的存活率)；此外，染色体畸变率也是常用的评价指标。一、不同群体细胞的放射敏感性细胞依据更新速率分为：造血淋巴组织,胃一类：不断分裂更新（敏感）二类：不分裂（抗性）三类：一般不分裂或分裂很慢（抗性）刺激后迅速分裂（敏感）肠粘膜上皮和生殖上皮细胞神经元,肌纤维,成熟粒细胞,红细胞再生肝Bergonie&Tribondeau定律：组织的放射敏感性与其细胞的分裂活动成正比而与其分化程度成反比。一般适合有许多例外，如淋巴细胞、胸腺细胞淋巴细胞：高分化、不增殖，但对辐射很敏感胸腺细胞：CD4-/CD8-（双阴）CD4+/CD8+（双阳）CD4+/CD8-或CD4-/CD8+（单阳）但放射敏感性顺序为CD4+/CD8+〉CD4-/CD8-〉CD4-/CD8+〉CD4+/CD8-肿瘤细胞的辐射敏感性敏感性有明显差异高度敏感：恶性淋巴瘤、精原细胞瘤、肾母细胞瘤等；中度敏感：鳞癌、分化差的腺癌、脑胶质瘤等；抗性：恶性黑素瘤、胃癌、软骨肉瘤等二、不同细胞周期时相的放射敏感性放射敏感性：M>G2>G1>S早>S晚三、影响细胞放射敏感性的因素（一）环境因素:氧分压：氧效应防护和增敏作用的化学因子密集抑制的稳相细胞培养：细胞处于拥挤状态，其生长、增殖受抑，放射敏感性降低潜在致死性损伤照射后，使细胞处于次佳生长环境下，染色体已受损的细胞若不立即进入分裂期，有丝分裂的延迟有利于DNA的修复，放射敏感性降低三、影响细胞放射敏感性的因素（二）内在因素:辐射敏感基因：共济失调-毛细血管扩张症是由AT突变基因(ATmutated,ATM)突变而致.其临床表现为进行性神经系ATM基因统的退行性变所致的共济失调、面部毛细血管扩张、免疫缺陷、早衰、对辐射高度敏感和肿瘤易发倾向辐射抗性基因：耐辐射球菌PPRL基因第二节电离辐射对细胞周期进程的影响一细胞周期及其调控检查点（checkpoints)细胞周期进程中向各个时相过渡的点一细胞周期及其调控1、周期蛋白(cyclins)和周期蛋白依赖性激酶(Cdks)名称CDK1CDK2CDK3CDK4CDK5CDK6CDK7CDK8与之结合的细胞周期素cyclinBcyclinA,D,E未知cyclinDcyclinDcyclinDcyclinDcyclinD表1细胞周期素及与之对应的CDKs2、Cdks活性的调控1）CDK的激活CDK的活性依赖于与周期蛋白的结合和保守苏氨酸残基的磷酸化，CDK活性受周期蛋白结合以及特定保守苏氨酸残基磷酸化的调节。2）CDK的抑制CKIs(周期蛋白依赖性激酶抑制剂)：通过与cyclin-Cdk复合物剂和而抑制Cdk的活性。3、几个参与细胞周期调控的重要基因三条相互联系的细胞周期调节系统：(1)Ras介导的MAPK信号转导系统；(2)CIP1／KIP1家族介导P53→P2lWAF1/CIP1→周期蛋白E／CDK2，周期蛋白D／CDK4→pRB途径：(3)INK4家族介导的P16INK4a→周期蛋白D／CDK4一pRB途径。二、电离辐射对细胞周期进程的影响及其机制（一）影响：有丝分裂延迟（可逆性和明显剂量依赖性）（二）机制：1、G1阻滞（G1arrest）：细胞暂时停留在G1期2、G2阻滞（G2arrest)：细胞暂时停留在G2期3、S相延迟（Sphasedelay）：细胞通过S相的进程减慢4、S/M解偶联三、电离辐射影响细胞周期进程的生物学意义1、机体对外界刺激的一种保护性反应，目的在于保证基因组的遗传稳定性2、研究进程影响规律有利于设计合理的肿瘤治疗 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，提高化疗和放疗疗效第三节电离辐射引起细胞死亡及其机制IR作用后，造血细胞和淋巴细胞以凋亡途径发生死亡，多数肿瘤细胞以细胞凋亡和增殖死亡两种途径发生死亡，在某些情况下，增殖死亡是IR致肿瘤细胞死亡的唯一途径。一、增殖死亡（proliferativedeath)又名代谢死亡或延缓死亡是指受照细胞丧失了持续增殖的能力、在经过一个或几个有丝分裂周期后丧失代谢活动和细胞功能而死亡使细胞丧失增殖能力的平均致死剂量≤２Gy,故临床放疗的分次方案一般每次给予２Gy照射二、细胞凋亡（apoptosis）（一）凋亡的概念维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序死亡细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用；它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程它包括生理性的程序死亡PCD(programmedcelldeath）（程序化细胞死亡)：在机体生理过程中，在一定信号的启动下，凋亡相关基因有序地表达，制约着对整体无用的或有害细胞的清除，因此，这种活动被命名为PCD二、细胞凋亡（apoptosis）（二）细胞凋亡的特征及判定方法1．反映细胞形态改变的方法(1)细胞染色：凋亡细胞发生了一系列的形态改变，如体积缩小、核固缩、染色质凝集等都可以细胞染色明显地观察出来。(2)电镜观察：利用电镜可观察细胞的超微结构，能同时反映细胞膜的完整性、胞浆中细胞器、细胞核和染色质的改变，以及凋亡小体的形成。2．生化指标DNAladder流式细胞仪 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 Tunel原位凋亡检测二、细胞凋亡（apoptosis）（三）细胞凋亡的基因调控①细胞增殖抑制基因[p35、p53、RB、DOC（与粘附分子类似基因）、WT-11、促进细胞凋亡的基因（wimlstumortype-1）、DAD1、等][自杀基因（suicidalgene）凋亡蛋白，凋亡基因]②细胞凋亡促进基因（APO-1/Fas、TGF-β、SP2、Bax、c-rel、Bel-XS、Bak）2、抑制细胞凋亡的基因①促进细胞增殖的基因（c-myc、c-eld1、ras、v-src）（生长基因/抗凋亡基因）②抑制细胞凋亡的基因（Bcl-2、EIB、LMW-5-HL、C-Kit、Bel-XL）第四节细胞存活的剂量－效应关系一、细胞存活的概念存活细胞（survivalcell）&死细胞（deathcell）对于有增殖能力的细胞，保留其增殖能力，无限产生子代的细胞为存活细胞。凡失去增殖能力，不能产生大量子代的细胞，称为死细胞；对那些不再增殖的已分化的细胞，则以其是否丧失特殊功能来衡量细胞是否存活，保留机能者为存活细胞，失去功能者为死亡细胞。一、细胞存活的概念克隆（clone)（或集落,colony）离体培养，一个存活细胞可繁殖成一个细胞群体细胞存活曲线（cellsurvivalcurve)通过测量受不同辐射剂量照射后，有增殖能力的细胞在体内、外克隆形成能力，即存活率的变化所绘制的剂量－效应曲线二、细胞存活的体内、外测量1、体外测量单个存活细胞细胞培养一个克隆SF=某一剂量照射后形成的集落数接种的单个细胞数×PESF（survivingfraction)：细胞存活分数PE(platingefficincy):系数,接种效率X射线照射后的细胞活存曲线用体外培养细胞建立集落数PESF907290%--0.236-0.0445-0.0052、体内测量先以致死剂量照射受体动物，使其无脾结节计数法内源性脾结节形成能力，将未照射的供体动物骨髓细胞经静脉注入受体动物，9-10天后，受体动物脾脏可形成肉眼可见的结节，一个结节代表一个存活细胞。SF＝Nx/CxNc/CcNx和Cx：代表受某一剂量照射，受体细胞形成的结节数及注入细胞数Nc和Cc：代表未受照射，供体细胞形成的结节数及注入细胞数三、细胞存活的剂量-效应曲线常用的哺乳动物细胞存活曲线有三种1、简单的多靶单击模型2、修正的多靶单击模型3、线性平方模型指数“单击”曲线•细胞的存活分数为辐射剂量的简单函数•见于病毒或酶的灭活，以及少数哺乳动物细胞的杀灭•属于单击单靶模型。D37的倒数即为存活曲线斜率•D37：引起细胞（或酶分子）63％死亡（或失活）的照射剂量“多靶”或“多击”曲线有多个靶受到一次击中或者一个靶受到多次击中D0---平均致死剂量Dq---准阈剂量nD37D0值是细胞的平均致死剂量，剂量存活曲线的直线部分斜率的倒数D0愈小，斜率愈大D0值大小代表细胞放射敏感性的高低从存活曲线对数坐标0.1和0.037各作一条与横坐标相平行的线与曲线相交，从这两个交点分别作垂直线与剂量轴相交。相交点剂量之差即为D0值，多在1～2GyDq值准阈剂量（quasithreshoulddose）细胞积累亚致死性损伤的能力，与损伤修复有关。克服肩区所需的剂量由纵坐标1.0处作一条与横坐标的平行线，与外推线的交点在横坐标上投影点的数值即为Dq多在0.5～2.5Gyn值代表细胞内靶的个数或所需击中靶的次数将直线部分外推与纵坐标相交点的数值即为外推n值（extrapolationnumber)多为1～3D37值引起细胞（或酶分子）63％死亡的照射剂量D37＝D0+Dq单靶单击时，剂量存活曲线无肩区，Dq为0，此时D37就等于D0第五节辐射诱导的细胞损伤及其修复一、细胞放射损伤的分类1、致死性损伤（lethaldamage,LD）2、亚致死性损伤（sublethaldamage,SLD）3、潜在致死性损伤（potentiallylethaldamage,PLD）用任何方法都不能使细胞修复的损伤照射后经过一段充分时间能完全被细胞修复的损伤照射后，在一定条件下损伤可以修复二、细胞放射损伤的修复1、潜在致死性损伤修复（PLDR）潜在致死损伤是指照射后细胞暂未死亡，但如不进行干预，细胞将会发生死亡。假如改变受照射细胞所处状态。例如置于不利于细胞分裂的环境中，则受损伤细胞可得到修复而免于死亡，称PLDR。与DNA双链断裂的修复有关常用方法：密集抑制稳相细胞培养法二、细胞放射损伤的修复2、亚致死性损伤修复（SLDR）亚致死损伤是指细胞接受辐射能量后所引起的损伤不足以使细胞致死，如果损伤积累起来，就可以引起细胞死亡。但若给予足够的时间，则细胞有可能对这种损伤进行修复，称SLDR。与DNA单链断裂修复有关。验证：分割剂量照射二、细胞放射损伤的修复3、缓慢修复如毛细血管内皮类似PLDR，但时间长三、影响细胞放射损伤及修复的因素1、射线种类：损伤随LET的增大而↑曲线斜率变陡肩区变小n值降低在给定剂量下高LET辐射所致SLD和LD的比例大于低LET辐射不同LET辐射作用后细胞剂量存活曲线三、影响细胞放射损伤及修复的因素2、剂量率正常细胞剂量率效应明显，总剂量一定时，剂量率越低，照射时间越长，生物效应就越轻。其机制是在拖延照射的过程中发生亚致死性损伤的修复和细胞增殖肿瘤细胞的剂量率效应不明显因此，肿瘤疗中，低剂量率照射与单次剂量相比，可明显减轻对正常组织细胞的损伤作用，而达到抑制肿瘤生长，保护正常组织的目的三、影响细胞放射损伤及修复的因素3、氧效应氧增强比OER=缺氧条件下产生一定效应的剂量有氧条件下产生相同效应的剂量理想的辐射增敏剂三、影响细胞放射损伤及修复的因素4、辐射增敏剂目前常见的放射增敏剂：增敏比SER=D0(无增敏剂）MISO、RSU-1096SR-2508、甘氨双唑钠D0(有增敏剂）1、对正常细胞无毒2、对正常细胞增敏作用小或无3、渗透性强，能向无毛细血管区细胞渗透4、适当的生物半排期，保证药物浓度及到达肿瘤组织5、使增殖和静止细胞均可致敏6、在常用的放疗分次剂量内有效理想的辐射防护剂三、影响细胞放射损伤及修复的因素5、辐射防护剂剂量降低系数DRF=有防护剂时引起致死效应所学剂量无防护剂时引起致死效应所学剂量1、DRF值2以上，如WR-2721,DRF=2.72、毒副作用低，有效剂量范围宽3、照前使用有效时间至少6小时，照后使用也有效4、即可口服，又能肌注5、化学性质稳定，合成生产容易三、影响细胞放射损伤及修复的因素6、增温不增温时引起一定效应的辐射剂量热增强比TER=增温时引起相同效应的辐射剂量包括热水浴、短波透热、微波、超声和射频细胞效应取决于温度的高低及增温时间的长短与X射线的敏感性互补，在晚S期最敏感影响因素：PH、营养条件、氧复习思考 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 1、下列缩写的中英文全称PCD、SF、LD、SLD、PLD、SLDR、PLDR、SER、DRF、TER2、解释下列术语G1阻滞，G2阻滞，增殖死亡细胞凋亡，存活分数，致死性损伤，亚致死性损伤，潜在致死性损伤，亚致死性损伤修复，潜在致死性损伤修复，增敏剂，剂量降低系数，热增强比。3、问答题1）举例说明不同群体细胞的放射敏感性。依据是什么？2）试述细胞周期不同时相细胞的放射敏感性。3）试述D37，D0，Dq及n值的概念、求法及生物学意义4）试述细胞辐射损伤的分类。5）试述正常与肿瘤细胞剂量率效应的差别及其生物学意义。6）试述影响细胞放射损伤及修复的因素